Time and Frequency at Foton laboratory

Cavité laser pompée optiquement (faisceau vert), montée sur un bloc métallique et émettant un laser bi-fréquence proche de 800 nm. Ce laser proche infrarouge permet d’alimenter une antenne térahertz, un semiconducteur arséniure de gallium (AsGa) à basse température, qui génère alors une onde dans la gamme térahertz. Il s’agit d’une onde dont la fréquence est comprise entre les gammes électronique (gigahertz) et optique (centaine de térahertz). Ces ondes trouvent des applications en…

Vérification de l'état de surface et de propreté d'une fibre optique avec un microscope avant son insertion dans une liaison optique-hyperfréquence.

Alignement du laser de pompe à 532 nm d'une cavité laser permettant l’émission d’un laser bi-fréquence proche de la longueur d’onde de 800nm. Ce laser proche de l'infrarouge permet d’alimenter une antenne térahertz, un semiconducteur arséniure de gallium (AsGa) à basse température, qui génère alors une onde dans la gamme térahertz. La fréquence de cette onde est comprise entre les gammes électronique (gigahertz) et optique (de l'ordre d'une centaine de térahertz). Ces ondes trouvent des…

Alignement d’un laser semi-conducteur à très faible bruit d’intensité, de classe A. Développé à l’origine pour le déport optique d’oscillateurs locaux hyperfréquences dans les radars de nouvelle génération, ce laser pourra à terme être mis en place dans des expérimentations temps-fréquence nécessitant des sources au bruit de grenaille (ou bruit quantique).

Vérification de l'état de surface et de propreté d'une fibre optique avec un microscope avant son insertion dans une liaison optique-hyperfréquence.

Vérification de l'état de surface et de propreté d'une fibre optique avec un microscope avant son insertion dans une liaison optique-hyperfréquence.

Alignement du laser de pompe à 532 nm (faisceau vert) d'une cavité laser permettant l’émission d’un laser bi-fréquence proche de la longueur d’onde de 800nm. Ce laser proche de l'infrarouge permet d’alimenter une antenne térahertz, un semiconducteur arséniure de gallium (AsGa) à basse température, qui génère alors une onde dans la gamme térahertz. La fréquence de cette onde est comprise entre les gammes électronique (gigahertz) et optique (de l'ordre d'une centaine de térahertz). Ces ondes…

Cavité laser pompée optiquement (faisceau vert), montée sur un bloc métallique et émettant un laser bi-fréquence proche de 800 nm. Ce laser proche infrarouge permet d’alimenter une antenne térahertz, un semiconducteur arséniure de gallium (AsGa) à basse température, qui génère alors une onde dans la gamme térahertz. Il s’agit d’une onde dont la fréquence est comprise entre les gammes électronique (gigahertz) et optique (centaine de térahertz). Ces ondes trouvent des applications en…

Observation à l'aide d'une loupe binoculaire de deux lasers monolithiques, c’est à dire fabriqués sur une même puce (réalisée par un laboratoire partenaire, le III-V lab) au sein d'une expérience d'optique fibrée. Des pointes permettant d'amener du courant doivent être amenées très précisément sur les pistes électriques de la puce. La lumière est dirigée dès la sortie de la puce dans des fibres optiques, ensuite un mécanisme de rétroaction électrooptique permet de stabiliser la différence de…

Pointes permettant d'amener du courant à une puce réalisée par un laboratoire partenaire (III-V lab) et contenant deux lasers au sein d'une expérience d'optique fibrée. Pour cela elles doivent être amenées très précisément sur les pistes électriques de la puce. La lumière est dirigée dès la sortie de la puce dans des fibres optiques, puis un mécanisme de rétroaction électrooptique permet de stabiliser la différence de fréquence entre les deux lasers.

Pointes permettant d'amener du courant à une puce réalisée par un laboratoire partenaire (III-V lab) et contenant deux lasers au sein d'une expérience d'optique fibrée. Pour cela elles doivent être amenées très précisément sur les pistes électriques de la puce. La lumière est dirigée dès la sortie de la puce dans des fibres optiques, puis un mécanisme de rétroaction électrooptique permet de stabiliser la différence de fréquence entre les deux lasers.

Mesures sur un circuit électronique conçu et réalisé au laboratoire Institut FOTON, permettant l'asservissement en fréquence d'un laser sur un résonateur optique ultrastable. En asservissant deux ondes lasers décalées en fréquence sur un même résonateur, il est possible d'obtenir les ondes les plus stables au monde dans la gamme 100 GHz-1 THz. Le circuit électronique d'asservissement s'inspire de celui utilisé dans le détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo.

Mesures sur un circuit électronique conçu et réalisé au laboratoire Institut FOTON, permettant l'asservissement en fréquence d'un laser sur un résonateur optique ultrastable. En asservissant deux ondes lasers décalées en fréquence sur un même résonateur, il est possible d'obtenir les ondes les plus stables au monde dans la gamme 100 GHz-1 THz. Le circuit électronique d'asservissement s'inspire de celui utilisé dans le détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo.

Génération de seconde harmonique (GSH) au sein de microdisques (microrésonateurs) à base de phosphure de gallium intégré sur silicium. Une fois injectée dans un disque, la lumière se trouve piégée au pourtour du disque sous forme de modes de galerie. Les propriétés non-linéaires du matériau vont alors permettre de convertir la fréquence de l'onde lumineuse piégée. L’objectif premier est de réaliser une conversion de fréquence entre des signaux télécoms et dans le domaine visible. Les…

Génération de seconde harmonique (GSH) au sein de microdisques (microrésonateurs) à base de phosphure de gallium intégré sur silicium. Une fois injectée dans un disque, la lumière se trouve piégée au pourtour du disque sous forme de modes de galerie. Les propriétés non-linéaires du matériau vont alors permettre de convertir la fréquence de l'onde lumineuse piégée. L’objectif premier est de réaliser une conversion de fréquence entre des signaux télécoms et dans le domaine visible. Les…

Fibre optique effilée, à une dimension de l'ordre du micromètre, permettant d'injecter la lumière au sein de microdisques (microrésonateurs) de phosphure de gallium intégré sur silicium. Approchée à une centaine de nanomètres du disque, un couplage s'instaure entre les modes lumineux se propageant dans la fibre et les modes de galerie du disque ; de la puissance optique peut alors être injectée dans le disque pour réaliser le processus de conversion de fréquence. L’objectif premier est de…

Substrat de silicium (barrette grise) collé sur une embase en cuivre, sur lequel sont intégrés des microdisques de phosphure de gallium. Une telle barrette contient plus de 600 microdisques ou microrésonateurs. Le diamètre de chacun d'eux est dix fois plus fin que celui d'un cheveu. Ces microdisques sont utilisés dans une expérience de génération de seconde harmonique (GSH).

Banc de fabrication de fibres effilées (tapers en anglais). Une fibre optique monomode classique de 125 micromètres de diamètre est étirée en la chauffant à l'aide d'une flamme de butane pour obtenir une fibre effilée de 1 micromètre de diamètre. Grâce à cette fibre effilée, il est possible d'injecter et de collecter du signal dans un microrésonateur à modes de galerie. Pour les résonateurs intégrés, il est aussi possible de couder cette fibre effilée en utilisant un moule et une flamme d…

Résonateur à modes de galerie en fluorure de calcium (fabriqué par Femto-ST) dans lequel est injectée de la lumière bleue/violette issue d'un laser, par le biais d'une fibre optique effilée. La lumière se propage sur la circonférence du disque (résonateur) et génère ainsi un tore de lumière. L'objectif principal est d'utiliser les propriétés de filtrage et la stabilité des résonances de la cavité (résonateur) pour améliorer les performances spectrales d'une diode laser en nitrure de gallium.

Résonateur à modes de galerie en fluorure de calcium (fabriqué par Femto-ST) dans lequel est injectée de la lumière bleue/violette issue d'un laser, par le biais d'une fibre optique effilée. La lumière se propage sur la circonférence du disque (résonateur) et génère ainsi un tore de lumière. L'objectif principal est d'utiliser les propriétés de filtrage et la stabilité des résonances de la cavité (résonateur) pour améliorer les performances spectrales d'une diode laser en nitrure de gallium.

Résonateur à modes de galerie en fluorure de calcium (fabriqué par Femto-ST) dans lequel est injectée de la lumière bleue/violette issue d'un laser, par le biais d'une fibre optique effilée. La lumière se propage sur la circonférence du disque (résonateur) et génère ainsi un tore de lumière. L'objectif principal est d'utiliser les propriétés de filtrage et la stabilité des résonances de la cavité (résonateur) pour améliorer les performances spectrales d'une diode laser en nitrure de gallium.

Réduction du bruit d'intensité et de fréquence dans des lasers Brillouin à fibre chalcogénure par la génération d'ondes Stokes d'ordre supérieur.

Enceinte contenant un laser à fibre chalcogénure Brillouin. Le cylindre au premier plan est une cellule piézoélectrique entourée de fibre optique permettant d'ajuster finement la longueur d'onde d'émission du laser.

Analyse du bruit de fréquence d'un laser cohérent (laser à semiconducteurs à blocage de modes) à l'aide d'un analyseur de spectre électrique. Les fluctuations infimes du laser peuvent ainsi être détectées et même éventuellement réduites par la mise en place de schémas correcteurs.

Enceinte contenant un laser à fibre chalcogénure Brillouin. Le cylindre au premier plan est une cellule piézoélectrique entourée de fibre optique permettant d'ajuster finement la longueur d'onde d'émission du laser.

Génération de peignes de fréquences cohérents par une méthode aval : le flux de photons est corrigé à la sortie du laser à semiconducteurs sans aucune action sur ce même laser. Ces performances sont améliorées par comparaison avec un laser plus cohérent dont les excellentes qualités sont transférées à l'ensemble des peignes.

Génération de peignes de fréquences cohérents par une méthode aval : le flux de photons est corrigé à la sortie du laser à semiconducteurs sans aucune action sur ce même laser. Ces performances sont améliorées par comparaison avec un laser plus cohérent dont les excellentes qualités sont transférées à l'ensemble des peignes.

Réglage d'un analyseur de spectre optique au sein d'un banc de caractérisation du bruit de fréquence de lasers. La partie fibrée permet de stabiliser ce laser bleu qui est un laser en cavité étendue réalisé par le CSEM (centre suisse d'électronique et de microtechnique). Au sein de ce banc il y a plusieurs moyens de caractérisation à différentes échelles de fréquence : une fibre qui envoie vers un analyseur de spectre optique (OSA), une cavité Fabry-Perot et une cellule de gaz.

Réglage d'un analyseur de spectre optique au sein d'un banc de caractérisation du bruit de fréquence de lasers. La partie fibrée permet de stabiliser ce laser bleu qui est un laser en cavité étendue réalisé par le CSEM (centre suisse d'électronique et de microtechnique). Au sein de ce banc il y a plusieurs moyens de caractérisation à différentes échelles de fréquence : une fibre qui envoie vers un analyseur de spectre optique (OSA), une cavité Fabry-Perot et une cellule de gaz.

Laser à semi-conducteurs (puce) émettant dans le bleu/violet fabriqué par l'EPFL (école polytechnique fédérale de Lausanne). L'injection électrique est réalisée par une pointe effilée en contact avec l'électrode du laser. La lumière est ensuite collectée par une lentille pour être analysée.

Laser à semi-conducteurs (puce) émettant dans le bleu/violet fabriqué par l'EPFL (école polytechnique fédérale de Lausanne). L'injection électrique est réalisée par une pointe effilée en contact avec l'électrode du laser. La lumière est ensuite collectée par une lentille pour être analysée.